“GPS PPS 時(shí)鐘同步技術(shù)在適用性，準(zhǔn)確性，成本等方面具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，并依靠LabVIEW 強(qiáng)大的開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，成功的完成了整個(gè)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)，節(jié)約了大量的人力物力成本?！?挑戰(zhàn)： 構(gòu)建大型分布式數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)分布在近30 公里長(zhǎng)的東海大橋上，范圍較廣，同時(shí)大橋處于外海，并擔(dān)負(fù)著連接市區(qū)與深水港樞紐的重任，因此需要對(duì)橋梁健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的正確性對(duì)于橋梁的評(píng)估和研究顯得尤為重要。解決方案： 使用GPS PPS 時(shí)鐘同步技術(shù)，對(duì)分布在橋體各個(gè)位置的采集機(jī)站進(jìn)行采樣時(shí)鐘同步，每個(gè)采集機(jī)站都采用NI 公司的PXI 工控機(jī)箱以及相關(guān)的板卡與GPS 時(shí)鐘同步信號(hào)接收器相連。在此硬件基礎(chǔ)上，通過NI 公司LabVIEW 平臺(tái)以及相關(guān)軟件開發(fā)包來(lái)設(shè)計(jì)開發(fā)整個(gè)同步采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)自身的環(huán)境限制導(dǎo)致設(shè)備的分散性，保證各個(gè)采集設(shè)備之間數(shù)據(jù)的同步性，使之分析出來(lái)的結(jié)果更具有研究和使用價(jià)值，并在一個(gè)可控的成本下實(shí)現(xiàn)，是擺在設(shè)計(jì)者面前的難題。相對(duì)于其他2 種技術(shù)方案：基于短距離低成本的機(jī)箱同步技術(shù)和基于長(zhǎng)距離高成本的衛(wèi)星同步技術(shù)。GPS PPS 是一種集2 者優(yōu)點(diǎn)于一身的時(shí)鐘同步技術(shù)。不僅能獲得和高成本技術(shù)相同的效果，并且還能節(jié)約大量成本。一．分布式實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)概述東海大橋由于身處外海海域，不僅需要經(jīng)受海水腐蝕、地震臺(tái)風(fēng)自然災(zāi)害、還有各種通行工具對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成緩慢的損害。對(duì)橋梁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為了及時(shí)獲知橋梁的健康狀況，對(duì)各種突發(fā)時(shí)間做出響應(yīng)，以及進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)工作，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還能進(jìn)行進(jìn)一步研究分析，對(duì)橋梁的基礎(chǔ)研究具有非常大的幫助。為什么要使用時(shí)鐘同步技術(shù)？由于橋梁屬于較為特殊的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造范圍很廣，監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散在各處，很多監(jiān)測(cè)項(xiàng)目又具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，例如地震、臺(tái)風(fēng)、交通事故等等，對(duì)于各部位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要非常準(zhǔn)確的時(shí)間同步，一般的數(shù)據(jù)采集技術(shù)難以達(dá)到監(jiān)測(cè)要求，如果不采用時(shí)鐘同步技術(shù)，極有可能造成各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)時(shí)間上的微小誤差，不僅造成監(jiān)測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確，還嚴(yán)重影響了對(duì)橋梁健康的研究分析。而通過GPS 時(shí)鐘同步技術(shù)完全可以避免這些問題。
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　　二．GPS PPS 技術(shù)和其他時(shí)鐘同步技術(shù)介紹與比較

　　如圖1 所示，整個(gè)采集系統(tǒng)分散在橋梁的各個(gè)部位。橋梁按照區(qū)域劃分為若干區(qū)段，在主要幾個(gè)區(qū)段中安置著信號(hào)采集機(jī)站，各個(gè)采集機(jī)站之間相距幾公里甚至十幾公里，每組采集機(jī)站均和GPS 同步時(shí)鐘接受器相連，GPS PPS 接收器接受GPS 時(shí)鐘同步信號(hào)，做相應(yīng)的處理得到時(shí)鐘同步信號(hào)和絕對(duì)時(shí)間戳并發(fā)送給PXI 采集設(shè)備，采集設(shè)備接收處理后的GPS同步信號(hào)，達(dá)到同步整個(gè)分布式采集系統(tǒng)。這里說的時(shí)鐘同步有2 方面含義： ● 數(shù)據(jù)采樣頻率的同步，包括采樣時(shí)鐘信號(hào)的脈沖同步以及相位同步。 ● 時(shí)間軸上的同步，即采樣點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽的同步。只有2方面都達(dá)到同步，才能稱為真正的同步采集。目前除了GPS PPS 時(shí)鐘同步技術(shù)方案外，主要還有其他2 種時(shí)鐘同步技術(shù)方案：